MPI广播2D阵列

Question

我有一个由多个进程并行操作的2D双精度数组。每个进程操作数组的一部分，在每次迭代结束时，我需要确保所有进程都具有相同的二维数组副本。

假设一个大小为10*10和2个进程(或处理器)的数组。进程1 (P1)操作2D行的前5行(总共5*10=50元素)，P2操作最后5行(总共50个元素)。在每次迭代的末尾，我需要P1有(它自己的前5行+P2的最后5行)。P2应该有(P1的前5行+它自己的最后5行)。我希望场景是清晰的。

我正在尝试使用下面给出的代码进行广播。但是我的程序仍然退出，并返回这个错误："APPLICATION TERMINATED with THE EXIT STRING: Hangup (signal 1)“。

我已经使用了一个连续的2D内存分配器，正如这里所指出的: Jonathan的MPI_Bcast a dynamic 2d array。但我仍然收到相同的错误。

有人能帮帮我吗？

我的代码：

double **grid, **oldgrid;
int gridsize; // size of grid
int rank, size; // rank of current process and no. of processes
int rowsforeachprocess, offset; // to keep track of rows that need to be handled by each process

 /* allocation, MPI_Init, and lots of other stuff */

 rowsforeachprocess = ceil((float)gridsize/size);
 offset = rank*rowsforeachprocess;

 /* Each process is handling "rowsforeachprocess" #rows.
 * Lots of work done here
 * Now I need to broadcast these rows to all other processes.
 */

 for(i=0; i<gridsize; i++){
     MPI_Bcast(&(oldgrid[i]), gridsize-2, MPI_DOUBLE, (i/rowsforeachprocess), MPI_COMM_WORLD);
 }

第2部分:上面的代码是使用一维分解的拉普拉斯方程的并行求解器的一部分，我不想使用Master-worker模型。如果我使用Master-worker模型，我的代码会更容易吗？

Answer 1

这里导致崩溃的问题是2d数组指针问题-- &(oldgridi)是指向双精度数的指针，而不是双精度数的指针，它指向数组的第i行的指针，而不是数组的第i行。你想要MPI_Bcast(&(oldgrid[i][0]),..还是MPI_Bcast(oldgrid[i],...。

还有另一种方法可以做到这一点，它只使用一个昂贵的集合通信器，而不是每行一个；如果需要每个人都拥有整个数组的副本，可以使用MPI_Allgather将数据收集在一起，并将其分发给每个人；或者，在一般情况下，如果进程的行数不相同，可以使用MPI_Allgatherv。与广播上的循环不同，这看起来有点像：

{
    int *counts = malloc(size*sizeof(int));
    int *displs = malloc(size*sizeof(int));
    for (int i=0; i<size; i++) {
        counts[i] = rowsforeachprocess*gridsize;
        displs[i] = i*rowsforeachprocess*gridsize;
    }
    counts[size-1] = (gridsize-(size-1)*rowsforeachprocess)*gridsize;

    MPI_Allgatherv(oldgrid[offset], mynumrows*gridsize, MPI_DOUBLE,
                   oldgrid[0],      counts, displs, MPI_DOUBLE, MPI_COMM_WORLD);
    free(counts);
    free(displs);
}

其中count是每个任务发送的项数，displs是位移。

但最后，您确定每个进程都必须有整个数组的副本吗？如果你只是在计算拉普拉斯，你可能只需要相邻的行，而不是整个数组。

这看起来像这样：

int main(int argc, char**argv) {
double **oldgrid;
const int gridsize=10; // size of grid
int rank, size;        // rank of current process and no. of processes
int rowsforeachprocess; // to keep track of rows that need to be handled by each process
int offset, mynumrows;
MPI_Status status;

MPI_Init(&argc, &argv);
MPI_Comm_size(MPI_COMM_WORLD, &size);
MPI_Comm_rank(MPI_COMM_WORLD, &rank);

rowsforeachprocess = (int)ceil((float)gridsize/size);
offset = rank*rowsforeachprocess;
mynumrows = rowsforeachprocess;
if (rank == size-1)
    mynumrows = gridsize-offset;

rowsforeachprocess = (int)ceil((float)gridsize/size);
offset = rank*rowsforeachprocess;
mynumrows = rowsforeachprocess;
if (rank == size-1)
    mynumrows = gridsize-offset;

malloc2ddouble(&oldgrid, mynumrows+2, gridsize);

for (int i=0; i<mynumrows+2; i++)
    for (int j=0; j<gridsize; j++)
        oldgrid[i][j] = rank;

/* exchange row data with neighbours */
int highneigh = rank+1;
if (rank == size-1) highneigh = 0;

int lowneigh  = rank-1;
if (rank == 0)  lowneigh = size-1;

/* send data to high neibhour and receive from low */

MPI_Sendrecv(oldgrid[mynumrows], gridsize, MPI_DOUBLE, highneigh, 1,
             oldgrid[0],         gridsize, MPI_DOUBLE, lowneigh,  1,
             MPI_COMM_WORLD, &status);

/* send data to low neibhour and receive from high */

MPI_Sendrecv(oldgrid[1],           gridsize, MPI_DOUBLE, lowneigh,  1,
             oldgrid[mynumrows+1], gridsize, MPI_DOUBLE, highneigh, 1,
             MPI_COMM_WORLD, &status);


for (int proc=0; proc<size; proc++) {
    if (rank == proc) {
        printf("Rank %d:\n", proc);
        for (int i=0; i<mynumrows+2; i++) {
            for (int j=0; j<gridsize; j++) {
                printf("%f ", oldgrid[i][j]);
            }
            printf("\n");
        }
        printf("\n");
    }
    MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD);
}